5

7. AMENAJRI N LUNGUL CURSURILOR DE AP

Sistemele acvatice, n special rurile, sunt supuse permanent unor tipuri

diverse de amenajare, n funcie de scopul urmrit, regimul scurgerii i debitul acestora.

n general, n sectoarele amonte ale cursurilor de ap cu pant accentuat a albiei,

lucrrile de amenajare au ca scop principal stabilizarea albiei, pe cnd n sectoarele din aval,

pe cursul mijlociu i inferior, obiectivele prioritare sunt cele de combatere a inundaiilor.

Lucrrile de amanajare ale cursurilor de ap se mpart n trei mari categorii: conservative,

modificatoare i reparatorii.

Lucrrile de amenajare conservative vizeaz meninerea unui curs de ap ntr-

o stare stabil, aproape de un echilibru stabil, urmrindu-se evitarea revenirii acestuia la

dinamica sa natural.

Lucrrile de amenajare modificatoare transform radical albia cursului de ap

(ecluze, baraje, derivaii ndiguiri i albii canalizate etc.). n cadrul acerstora se distinge tipul

modificator propriu-zis i tipul lucrativ, acesta din urm constnd n amenajarea de lacuri de

acumulare i balastiere.

Lucrrile de amenajare reparatorii au ca obiective reabilitarea ecologic a

unor cursuri de ap, refacerea i protecia malurilor, regimul de exploatare piscicol .a.

Pentru fiecare tip de intervenie prezint importan lungimea sectorului supus

amenajrilor de diverse tipuri. Interveniile punctuale, reprezentate n cele mai multe cazuri

prin protecia cilor de comunicaie, construcia de poduri, prize de ap, debueuri de

aflueni ori de canale constau, n general, n rectificri i calibrri ale albiei, asociate cu

protecie local de maluri. Dei acest tip de lacuri se realizeaz pe sectoare de albie de

lungime mic (cteva sute de metri), impactul cumulat al acestora poate fi important (fig.

204).

Fig. 204. Tipologia lucrrilor de

amenajare a cursurilor de ap (dup R. Drobot,

J. P. Charbonnel, 1999).

n cazul amenajrilor pe lungimi mari,

avnd ca scop obiective de dezvoltare agricol i

urban, poriunile afectate ale cursurilor de ap

6

sunt mult mai importante, iar impactele mult mai severe (ecologice, spaiale, climatice etc.).

Dintre amenajrile cursurilor de ap, cele mai importante ca impact teritorial,

ecologic i economic sunt cele de interes hidroenergetic.

Interesului primordial, producerea de energie hidro, i se asociaz alimentarea cu ap a

centrelor populate, irigarea terenurilor agricole, evitarea inundaiilor, prin reinerea undelor

de viitur, probleme de navigaie, turism, agrement, piscicultur i protecie antierozional a

solului (fig. 205).

Fig. 205. Model de amenajare

complex a unui bazin hidrografic,

Drgan Iad (dup Gr. Pop, 1996).

Amenajarea balastierelor se

leag de nevoia crescnd de balast, n

special pentru construcii i amenajri de

ci rutiere i feroviare. Exploatarea

balastului se realizeaz n dou moduri: din

albie i din lunc. Amenajarea unei

balastiere presupune urmtoarele condiii

prealabile:

volum mare al sedimentelor pietros-nisipoase;

proximitate n raport cu utilizatorii principali.

Exploatarea materialului grosier se realizeaz cu mijloace mecanice. De la punctele

de exploatare se transport cu mijloace auto speciale (autobasculante) la punctul de sortare

unde are loc separarea materialului grosier pe categorii dimens ionale (fraciuni nisipoase cu

cuprins ntre 0,1 0,5 mm, fraciuni intermediare, 1 5 mm, i fraciuni cu

diametrul mare, 5,1 7 mm) i foarte mare (7,1 15 mm). Pentru a utiliza i materialul

extras cu dimensiuni mai mari dect cele menionate, majoritatea balastierelor sunt dotate cu

staii de concasare. Depozitarea acestuia, n lipsa instalaiei de concasare, conduce la o

utilizare neeficient a spaiului destinat balastierei. Materialul sortat se depoziteaz

temporar, fiind livrat cu mijloace auto sau pe calea ferat. Invadarea cu ap a spaiului de

extragere a balastului are drept consecin formarea unor uniti lacustre artificiale.

7

n astfel de condiii, pentru exploatarea ntregului pachet de sedimente nisipoase se

utilizeaz mijloace de excavare plutitoare ce poart denumirea de alandre.

Balastierele sunt amenajri temporare. O dat cu epuizarea sedimentelor

nisipoase, activitatea balastierelor nceteaz. Dup resedimentarea spaiului exploatat, care

poate dura civa ani, activitatea balastierelor poate fi reluat. De regul, cele mai importante

balastiere se amenajeaz pe cursurile mijlocii i inferioare ale cursurilor de ap ori la ieirea

din unitile montane, unde rul depune pachete considerabile de aluviuni i unde depozit ele

sedimentare au o granulometrie mai mic, potrivit nevoilor de utilizare a balastului la

prepararea betoanelor de diverse tipuri.

Polderele sunt amenajri hidrotehnice uscate temporar care au menirea de a

prelua i reine undele de viitur la ape mari. Denumirea este improprie, fiind o denumire

important din limba olandez, unde cuvntul polder semnific teren uscat, rezultat n

urma procesului de ndiguire a mrii i evacuare ulterioar a apelor.

Polderele se amenajeaz n ariile de lunc dezvoltate i cu procese de

nmltinire evidente a solului, capabile a reine temporar volume mari de ap. Scopul

principal al polderelor este acela de a feri de inundaii localitile i terenurile situate n aval.

Terenul din cadrul polderelor are, de regul, o utilizare agricol extensiv (punat), dar, n

numeroase situaii, se utilizeaz i pentru culturi i fnee naturale.

Polderele se execut din pmnt tasat, care, cu timpul, devine nierbat. n aval,

scurgerea este controlat prin pori speciale i (ori) deversri. Unul dintre cele mai expresive

exemple de poldere este cel de pe Trnava Mic, amonte de Blueri, jud. Mure (fig. 206).

Fig. 206. Polder pentru

reinerea viiturilor.

n sectoarele adiacente polderelor,

nivelul freatic devine oscilant, fapt ce oblig la

evitarea plasamentului de vetre pentru aezri.

Polderele propriu-zise sunt cele

din Olanda, unde peste 1/3 din teritoriul naional este obinut prin polderizare.

8

n realizarea digurilor de separare de Marea Nordului s-a exploatat sistemul de

dune preexistent ce a fost modelat i ntrit cu pmnt, pentru a-i spori rezistena la aciunea

valurilor i a vntului. ntreaga tram de diguri a fost cultivat cu ierburi i/ori plantat.

Solul mlos submarin, obinut prin polderizare, are o bun fertilitate natural

n primii 4 5 ani, dup care se practic ngrarea pe cale artificial (fig. 207).

Fig. 207. Profil hidrogeologic n partea de nord a Olandei (dup R.H.A. van

Duin, G. Decaste, 1990).

Fig. 208. Seciune prin digul polderului (dup R.H.A. van Duin, G. Decaste,

1990).

Terenul polderelor se bucur de o geometrie perfect, fiind utilizat n scopuri

complexe: vetre de aezri, ferme, drumuri, canale, aeroporturi etc (fig. 209).

9

Fig. 209. Amenajare de tip

polder n Olanda (dup R.H.A.

van Duin, G. Decaste, 1990).

Evacuarea apelor de

pe poldere s-a efectuat n trecut cu

ajutorul morilor de vnt, acestea

fiind plasate n numr mare pe

aliniamentele de diguri.

nfiinarea i

amenajarea polderelor a reprezentat

i reprezint o politic de interes

naional n Olanda, la care ader

toate segmentele sociale. Aceste

uriae eforturi financiare i de

factur tehnic se justific prin

randamentul agricol excepional,

dublat ctigul de teren pentru

destinaii cu utilizare intensiv (vetre de aezri, aeroporturi, canale de navigaie, drumuri

magistrale). Polderele reprezint cel mai plauzibil rspuns la eliminarea efectelor inundaiilor

generate de Marea Nordului i la criza de teritoriu.

Fermele au suprafee cuprinse majoritar ntre 40 i 60 ha, fiind separate de regul de

canale de colectare i evacuare a apelor.

Acestea sunt profilate n mare msur pe creterea bovinelor pentru lapte i

carne, iar cele din apropierea oraelor pe floricultur (lalele) (fig. 210).

Fig. 210. Organizarea fermelor pe

poldere (dup R.H.A. van Duin, G. Decaste,

1990).

Productivitatea pajitilor

naturale este ntreinut pe toat durata

anului de climatul oceanic umed care nu

oblig reinerea pe termen lung a exploatrii

10

economice a animalelor n stabulaie. n paralel se asigur o ntreinere permanent a calitii

punilor prin nsmnri sistematice i ndeprtarea plantelor fr valoare furajer.

Organizarea i amenajarea polderelor se nscrie ca etalon n privina gospodririi

eficiente a unor segmente din suprafaa terestr.

Corectarea cursurilor de ap se realizeaz prin tierea meandrelor, fapt ce

asigur un regim mai bun de scurgere a apei i a aluviunilor, evitndu -se opturarea albiei n

coatele de meandre (fig. 211).

Fig. 211. Corectarea cursului de ap: a) sectoare

de colmatare; b) meandru tiat.

ndiguirile sunt lucrri hidrotehnice de anvergur

care se desfoar n lungul cursurilor de ap n scopul

aprrii mpotriva inundaiilor.

Digurile se execut din pmnt tasat, cu seciune trapezoidal.

Coronamentul acestora poate fi utilizat ca drum. nlimea i poziionarea digurilor n

raport cu albia minor se coreleaz cu nivelul apelor la debite catastrofale (fig. 212).

Fig. 212. Dig de pmnt (seciune transversal).

n zonele de cmpie, unde capacitatea de transport a rurilor se reduce considerabil,

au loc procese de ridicare a patului albiei prin colmatare, fapt ce reduce eficiena lucrrilor

de ndiguire (ex. Cmpia de Vest). De aceea, se impun lucrri sistematice de decolmatare a

11

sectoarelor ndiguite. Altfel, asistm la ridicarea patului albiei, dublat de ridicarea nivelului

freatic, cu efecte negative asupra vetrelor de aezri i a terenurilor agricole adiacente (fig.

213).

Fig. 213. Ridicarea patului albiei prin colmatare n zonele de cmpie cu sectoare

ndiguite.

n alte situaii se execut lucrri de retenie a apei rurilor n lacuri cu nivelul situat

deasupra terenului. Acestea au un triplu scop: protecie mpotriva inundaiilor, alimentare cu

ap i producia de energie electric (ex. Criul Repede).

n lungul cursului de ap se amenajaz iazuri i heletee n scopuri piscicole i pentru

nevoi de ap n caz de secet.

Iazurile sunt amenajri hidrotehnice pentru scopuri piscicole i de alt factur,

rezultate n urma barrii cursurilor de ruri cu debite mai reduse. Barajul se execut din

pmnt tasat. Asemenea amenajri s-au realizat n trecut n Cmpia Transilvaniei i Cmpia

Jijiei (fig. 214).

Fig. 214. Iazuri.

Heleteele sunt amenajri piscicole amplasate n luncile rurilor prin realizarea de

diguri de jur mprejur. Apa se prevaleaz din ru prin canale i guri de alimentare (fig. 215).

Fig. 215. Heleteu.

Prin amenajarea heleteelor se asigur

mprosptarea sistematic a apei, inclusiv oxigenarea

acesteia.

n ansambu, cursurile de ap se preteaz

la amenajri multiple, acestea implicnd costuri considerabile. Cu toate acestea orice tip de

12

amenajare este dezirabil, innd cont de efectele negative ale apelor mari, asupra teritoriul

n general, i asupra aezrilor i infrastructurilor de transport n special. n acest amenajrile

hidrotehnice se constituie ca obiective prioritare n ansamblul lucrrilor de amenajarea

teritoriului.

Reeaua hidrografic este reprezentat de totalitatea cilor de concentrare a

curenilor de ap de suprafa ntr-un bazin dat . Este una din caracteristicile cele mai

importante ale bazinului. Se definete ca fiind asamblul cursurilor de ap naturale sau

artificiale, permanente sau temporare, care particip la curgere. Reeaua temporar

(periodic) este alctuit din totalitatea vilor, vlcelelor, torenilor, rpelor, anurilor prin

care se scurg apele dup ploi sau dup topirea zpezilor.

Reeaua hidrografic poate lua diferite forme ( figura1 ). Diferenierea unei

reele hidrografice ia in considerare factorii geologici, climatici, antropici i panta terenului.

Figura 1 : Forme ale reelelor hidrografice .

Reeaua hidrografic, pe teritoriul rii noastre, este dispus radial fa de

coroana muntoas. Lungimea total a rurilor (exceptnd cursurile cu scurgere temporar)

este de circa 66.000 km, densitatea medie a reelei hidrografice fiind de 0,5 km/km2.

Densitatea reelei hidrografice prezint zonalitate vertical, variind de la 0 km/km2 n zona

de es, pn la 1,4km/km2 n zona de munte.

n limitele de 237.500 km ale teritoriului Romniei se individualizeaz mai mult

de 4000 de ruri care au suprafaa bazinului de recepie mai mare de 10 km2. Lungimea

total a acestor cursuri de ap este de peste 60.000 km. n totalitatea sa, reeaua hidrografic

13

a Romniei este tributar Mrii Negre prin intermediul Dunrii pentru cea mai mare parte a

teritoriului rii i direct pentru zona estic a Dobrogei. Dispoziia concentric a principalelor

forme de relief fa de Munii Carpai face din acetia cumpna principal a apelor,

compartimentat, datorit tectonicii, prin trei culoare importante : Some, Mure i Olt, care

dreneaz cuveta intern a bazinului Transilvaniei spre zonele exterioare ale munilor.

Referitor la elementele reelei hidrografice se constat c, n ara noastr,

predomin lungimea redus a rurilor.Predominarea rurilor scurte este consecina direct a

etajrii verticale a reliefului, a climatului, a diferenierilor petrografice evidente i,

ndeosebi, a configuraiei radiar divergente a reelei hidrografice. Astfel, pentru zonele

montane i submontane, cu energie mare de relief, roci cu permeabilitate redus i

precipitaii bogate, este caracteristic prezena unui numr mare de rulee cu bazine reduse,

spre deosebire de zonele de es unde exist condiii minime de formare a unor ruri cu

lungimi mai mari.

Dup lungimea pe teritoriul Romniei, cele mai mari cursuri de ap sunt : Prutul

i Mureul (716 km), Oltul (698 km), Siretul (592 km), Ialomia (414 km), Someul (345

km), Jiul (348 km), Argeul (339km).

Principalele tipuri de reele hidrografice

n drumul lor spre mare, rurilor li se altur afluenii. Vzute de sus, sau pe o

hart, rurile mpreun cu afluenii lor formeaz modele complicate i distincte de reele

hidrografice. n unele zone aceste modele sunt extrem de complexe, iar geomorfologii

ntmpin numeroase probleme n ncercarea de a afla cum s-au format aceste reele

hidrografice. (Geomorfologii se ocup cu studiul formrii i modificrii reliefului.) Structura

bazinelor hidrografice difer de la o zon la alta, datorit aciunii combinate a mai multor

factori. Printre acetia se numr clima, duritatea rocilor de la suprafa, nclinaia solului i

factori legai de evoluia geologic a regiunii ( cutremure i perioadele de formare a

munilor). Geomorfologia ncearc s afle de ce n unele regiuni se afl numeroase ruri, n

timp ce n zone nvecinate, caracterizate de aproximativ acelai nivel de precipitaii, exist

puine ape curgtoare de suprafa.

Exist 12 tipuri de reele hidrografice, trei dintre ele fiind mai des ntlnite -

radiare, n gratii i dentritice. Cel mai simplu tip de reea hidrografic se aseamn cu

14

coroan unui copac (figura nr.2 ) i a fost numit detritic, pornind de la cuvntul grec pentru

copac. Reelele hidrografice de tip dentritic se formeaz atunci cnd rurile tranverseaz o

regiune n care rocile, de obicei argile, sunt de acelai tip, iar micrile terestre nu au adus

reliefului modificri ( cum ar fi fisuri ale rocilor) care s influeneze semnificativ direcia de

curgere a rurilor.

Figura nr. 2

Cel de-al doilea tip de reea, numit reea n gratii, ia natere n zonele cu pante

abrupte. Acestea sunt caracteristice n special regiunilor cu iruri de dealuri formate din roci

tari i separate de vi largi n care straturile de roci moi ajung la suprafa. Aici curs urile de

ap mai mici ce curg de-a lungul vii, tind s se alture rurilor mai mari, ce curg prin

spaiile dintre dealuri, n unghi drept. Acest tip de peisaj duce la formarea unei reele

hidrografice n gratii.

Modelul radiar

Cel de-a treilea tip de reea hidrografic seamn cu spiele unei roi, deoarece

rurile curg dintr-o zon central spre exterior. Datorit formei sale, aceast reea e

denumit reea radiar sau concentric.Aceste reele iau natere n munii cu form cronic-

cum sunt vulcanii-sau n munii cu form de cupol.

Densitatea bazinului hidrografic

Densitatea reelei hidrografice e dat de suprafaa dintre apele curgtoare ce

alctuiesc aceea reea. Despre bazinele hidrografice dense se spune c au o textur fin, iar

despre cele mai puin dense c au o textur rarefiat.

15

Densitatea reelei hidrografice e influenat de o multitudine de factori, printre

care se numr i clima. De exemplu, n zonele ploioase o mare parte a apei de ploaie se

scurge la suprafaa formnd o reea dens de torente, astfel lund natere o reea cu textur

fin.

Un alt factor de influen e tipul de roc. Torentele se formeaz n principal n

zonele cu roci impermeabile - roci prin care apa se scurge cu greutate. Din contr, reelele cu

textur rarefiat apar n regiuni n care calcarul, o roc permeabil, predomin n straturile de

la suprafa. n regiunile calcaroase apele ploilor se infiltrez n pmnt prin numeroase

fisuri(crpturi) i caviti din roci, numite puuri de scurgere. Ca urmare a acestui fenomen,

solul rmne uscat, n timp ce apa i ncepe cltoria prin fisurile, pasajele i peterile

subterane.

Captarea

Rurile si erodeaz continuu albia, ncepnd de la izvor pn spre gura de

vrsare. De asemenea mpingndu-l n susul rului. Acest proces numit erodare regresiv, e

n general rezultatul creterii debitului de ap la izvor sau dizlocrii i ndeprtrii rocilor din

apropierea locului unde izvorte rul.

Aluviunile apar atunci cnd un torente subsecvent energic i taie cale de -a

lungul aflorimentelor de roci moi. Acest proces va deplasa napoi cumpna apelor dintre rul

subsecvent i sistemul hidrografic nvecinat. n cele din urm cursul de ap subsecvent poate

s strpung cumpna apelor i s intercepteze bazinul rului nvecinat, ai crui aflueni sunt

astfel captai. Ulterior apele lor sunt deviate n albia rului subsecvent. Rul separat de

izvorul su va deveni un curs de ap mort, ce ocup o vale pe care nu ar fi putut s o creeze

singur.

O modalitate de a recunoate bazinele hidrografice n care s-au produs captri

e cutarea afluenilor ce se altur rului colector n sens contrar meandrelor. Geomorfolog ii

numesc aceste reele sisteme de drenaj ghimpate.

Ramificarea

16

Cnd rul ajunge n cmpie, depune materiale transportate, formnd bancuri i

realiznd o reea de canale continuu schimbtoare. Acest proces se numete ramificare. Un

exemplu caracteristic este reeaua de canale Matanuska din Alaska. Exist multe asemenea

fuvii n zona preeriilor nord-americane ( Great Plains).

Depunerile se formeaz ntr-un mod diferit dac rul ajunge n cmpie direct din

zona montan . Aceasta se lete i depune aluviuni n forma de evantai.O asemenea

formaiune se numete depunere aluvial. Dac suprafaa evantaiului este vertiginoas

atunci vorbim despre con aluvial. Cnd rul iese din matc, depune aluviunea pe mal,

ridicnd nivelul malului, pn ce acesta ajunge pn ce acesta ajunge cu mult peste

nivelul cmpiei.Malurile formate n aceasta manier se numesc diguri naturale.

Condiiile care influeneaz curgerea apei variaz n timp, se urmrete

definirea caracteristicilor permanente care rezult dintr-un echilibru considerat la scar

geologic.

Topologia reelei hidrografice : prin topologie se nelege studiul structurii unei

reele hidrografice, care presupune numerotarea tronsoanelor cursurilor de ap. Ordinul

cursurilor de ap reprezint o clasificare care reflect ramificaia acestora. Codificarea

cursurilor de ap este utilizat pentru codificarea staiilor de msur ( staii hidrometrice),

permind astfel o prelucare automat a datelor. Exist mai multe tipuri de clasificare a

tronsoanelor cursurilor de ap i anume :

a) Clasificarea Gravelius (1935) propune determinare ordinului reelei pornind

din aval ctre amonte, astfel :

- cursul de ap principal ordinul 1 ;

- afluentul principal ordinul 2 ;

- afluentul afluentului principal ordinul 3 etc.

n Romnia conform Atlasului cadastrelor apelor din 1992, reeaua hidrografic

este grupat i codificat n 15 bazine de ordinul 1, cu considerarea afluenilor pn la

ordinul 6 inclusiv. Sunt codificate 4864 de cursuri de ap, lungimea total a acestora fiind de

78905 km. ( Mustea 2005).

b) Clasificarea Strahler (1957) : permite descrierea dezvoltrii reelei de drenaj a

unui bazin. Definete ordinul cursuilor de ap printr-o regul simpl : orice curs de ap fr

afluent este de ordinul 1 .

17

Bazinul hidrografic sau bazinul de recepie al unui curs de ap, este suprafaa de

pe care este colectat debitul de ap al acelui curs de ap. Linia care delimiteaz bazinul

hidrografic se numete cumpna apelor.

Se pot diferenia dou feluri de bazine hidrografice:

bazinul hidrografic deschis, de suprafa este acela de pe care este colectat apa

scurs din precipitaii i care e delimitat de o linie de cot maxim, astfel nct precipitaiile

care cad de o parte sau de alta a acestei linii se scurg n ruri diferite; cumpna apelor pentru

bazinul hidrografic de suprafa se determin cu ajutorul planurilor topografice ;

- bazinul hidrografic nchis, cu drenaj subteran corespunde alimentrii

subterane a cursului de ap; cumpna apelor subterane este mai greu de precizat, aa nct de

cele mai multe ori n calculele hidrologice se ia n considerare bazinul hidrografic

superficial, erorile de obicei compensndu-se n cazul bazinelor mari.

B I B L I O G R A F I E

1. Al. Popescu, A. Teodorescu - Mecanica rocilor n minerit 1982

2. Mircea N. Florea - Mecanica rocilor; Ed. Tehn. 1983

3. Al. Popescu, A. Teodorescu - Bazele mineritului i mecanica rocilor; Ed. Didactic

i Pedagogic 1983

4. T. Silion, N. Orlovschi - Calculul structurilor subterane pentru ci de

comunicaie; I.P. Iai 1978

5. M. Bala, Ghe. Popa i M. Ion - Construcii hidrotehnice suterane; Ed. Tehn. 1981

6. L. Macarevici, M. Manolovici - Mecanica rocilor i construcii hidrotehnice; I.P.

Iai 1983

7. N. Boti i alii - Tuneluri i metropolitane; I.P. Iai 1989

8. N. Ungureanu - Rezistena materialelor i teoria elasticitii; I.P. Iai 1988

9. Caquet A., Kerisel J. - Tratat de mecanica pmnturilor; Ed. Tehnic Bucureti

1968

10. S. Tot, M. Zaporojan - Exploziv i tehnica mpucrii n industrie; Ed. Tehnic

Bucureti 1985

11. St. Benea, E. Faur, M. Mnescu - Susinerea cu ancore i torcret; Ed. Tehnic

Bucureti 1967

12. L. Hobst, J. Zajie - Ancorarea n roci; Ed. Tehnic Bucureti 1981

18

AMENAJRI I CONSTRUCII PENTRU REGULARIZAREA I

NDIGUIREA

CURSURILOR DE AP

Regularizarea (corectarea) unui curs natural de ap reprezint totalitatea lucrrilor de

acumulare i ndiguire, calibrarea albiei, tieri de coturi, consolidri de maluri, plantaii de

protecie i combatere a eroziunii solului n bazinul superior. Toate acestea n scopul

amplificrii posibilitilor de folosire a cursurilor de ap prin regularizarea albiei i a

debitului, prevenirea inundaiilor, a colmatrii albiei i punerea n valoare a zonei anterior

inundabile din albia major, deci de a obine un profil stabil, cuprins ntre maluri

fixe / consolidate.

3.1. Generaliti, obiective, scheme generale ale lucrrilor de regularizare

Elementele morfologice ale albiei oricrui curs natural de ap (ru) sunt seciunea

transversal, traseul n plan i profilul longitudinal.

Seciunea transversal, compus din cele dou principale elemente ale sale, albia

minor i albia major, este puternic influenat de forma i structura vii prin care curge

rul.

Vile cu profil transversal n form de V, caracteristic formaiunilor tinere, neevoluate

(din cursul superior / montan), au profilul versanilor convex, dominnd la mare nlime

cursurile de ap. Rurile au aici o albie minor ngust, complet lipsite de albie major. n

aceeai situaie se gsesc i rurile care strbat vile adnci n form de chei, de origine

tectonico-eroziv (ex. defileul Oltului la Turnu-Rou - Cozia, sau al Jiului la Lainici) sau

epigenetic, dezvoltate n calcare (ex. Cheile Caraului, Dmbovicioarei, Bicazului etc.).

Vile mari, evoluate, cu profil n form de U, vile trapezoidale, n multe cazuri

asimetrice din cauza teraselor care nu se dezvolt egal pe ambii versani, precum i zonele de

es n care rul curge ntr-un ntins format din propriile aluviuni, permit i formarea unei

albii majore [13].

Albia minor este limitat, n principiu de nivelul debitelor medii multianuale i

supus energiei erozive a curentului de ap pe tot parcursul anului. n consecin, aceast

zon se afl ntr-o continu transformare. Peste cotele debitelor medii ncepe deversarea spre

19

albia major, cote / niveluri mult influenate de lucrrile care se execut n albia major, cu

precdere cele de ndiguiri.

Fig.3.1. Forme

caracteristice ale albiei

minore

Albia major (lunc) este zona seciunii transversale limitat de nivelurile debitelor

maxime sau extraordinare. Curgerea n albia major are loc deci, numai n timpul producerii

viiturilor (primvara, toamna). Este n general asimetric, iar transformrile morfologice

mult mai lente dect ale albiei minore.

Traseul (parcursul n plan) albiei majore este determinat de relieful nalt al vii, care

limiteaz n general i limea ei (cu excepia zonelor ndiguite, a rambleelor de cale ferat,

osele etc.). Traseul albiei minore este n general mai sinuos i mult mai instabil. Aceasta

pentru c n deplasarea n curbe, curentul de ap datorit forei cen trifuge este mpins dinspre

malul convex spre cel concav, de unde plonjeaz spre fundul albiei, erodnd taluzul acestuia.

Apoi n mersul su ascendent, cu capacitate de erodare i transport reduse depune n parte

materialul solid purtat pe malul convex (vezi fig.3.2). Astfel, se formeaz traseul divagant al

meandrelor (curbelor i contracurbelor). Paralel cu sporirea lungimii curbei, adncimile

albiei cresc. Acestea ns numai pn la o anumit dezvoltare a curbei, cnd adncimile

ncep s scad. Dac lungimea prii curbe este mai mare dect D/2, se realizeaz o

meandr (vezi fig.3.3.a). Meandrele sunt, n majoritatea cazurilor, forme instabile ale

traseului sinuos care, dac nu sunt fixate, se pot dezvolta pe o lime de teren de cca. 20 ori

limea albiei rului respectiv. Meandrele pot fi divagante (vezi fig.3.3.b, c) sau adncite

(nctuate).

20

La meandrele adncite, dezvoltarea lateral este mpiedicat n mare msur de

adncimea albiei pe loc, eventual de malurile nalte ale albiei majore. Viteza de deplasare a

acestora este nensemnat i nu poate fi nregistrat dect dac se dispune de ridicri pe

perioade ndelungate [13].

Fig.3.2.

Fig.3.3. Meandre. Traseul divagat al meandrelor

Meandrele divagante evolueaz mult mai rapid. Cele mai importante transformri se

produc n timpul apelor mari, cnd curgerea n albia major are direcie normal pe cea a

meandrelor. Ca urmare, unele ramuri ale meandrelor dispar n cteva zile prin nnisiparea

produs de apele mari (braele moarte - vezi fig.3.4), n timp ce alte ramuri pot aprea mai

departe cu un traseu complet diferit.

Fig.3.4. Formarea braelor

moarte

1- bra mort;

2- ostrov (popin)

21

Profilul longitudinal al rurilor, este determinat n mare msur de profilul n lung al

vilor n care curg i este definit de linia talvegului (linia care unete punctele cu cea mai

mare adncime ale albiei unui curs de ap). Dei n realitate profilul longitudinal este foarte

neregulat, privit n ansamblu el are o form aproximativ parabolic (vezi fig.3.5).

Fig.3.5. a) forma teoretic; b) profil longitudinal n trepte

Configuraia terenului i alctuirea geologic a patului albiei pot aduce perturbaii n

aceast form teoretic. De ademenea i construcia barajelor sau a lucrrilor de regularizare.

Panta longitudinal, deci i procesele de albie, difer sensibil n cele trei zone

distincte (I, II i III - fig.3.5.a):

- sectorul superior (I - montan / eroziune);

- sectorul mijlociu (II - echilibru temporar);

- sectorul inferior (III - de es / depuneri).

Panta longitudinal, foarte mare n sectorul superior, se micoreaz spre vrsare

(sectorul inferior). Datorit pantei foarte mari, rul exercit n cursul superior o puternic i

continu aciune eroziv asupra albiei. O modificare continu a albiei are loc i n sect orul

inferior, dar unde din cauza micorrii forei de antrenare (hidrodinamice) se produc

depuneri, deci nlarea fundului albiei. n sectorul mijlociu, profilul longitudinal considerat

n ansamblu, se gsete temporar n starea de echilibru.

Fenomenul de eroziune, transport i depunere face ca profilul n lung s evolueze n

timp ctre o form stabil, care este profilul de echilibru al rului respectiv. La rurile mari,

evoluia ctre profilul de echilibru se face lent, n decurs de secole, n timp la cele mici i

mai ales la toreni evoluia este mai rapid.

Variaii importante n profilul longitudinal al rurilor care i -au stabilit un profil de

echilibru, se produc datorit construciei barajelor. Lacurile de acumulare care iau natere n

spatele acestora i acumulrile masive de aluviuni de aici, modific att panta longitudinal a

22

rului principal, ct i a afluenilor si. Modificri importante se produc i n aval de baraj,

unde apele rului degajate de aluviuni au o for de antrenare mai mare i erodeaz albia.

Din cele prezentate pn acum rezult evident faptul c procesele naturale normale de

albie determin modificri continue ale acesteia, modificri care la rndul lor influeneaz

caracteristicile curgerii i care conduc spre un echilibru natural inevitabil.

Dar procesele de albie, mai ales n perioadele de viitur pot conduce i spre efecte

duntoare, ca de exemplu:

- erodarea, surparea / deplasarea malurilor i n consecin

atacarea / compromiterea terenurilor adiacente;

- crearea formaiunilor aluvionare care pot stnjeni funcionarea captrilor de

ape sau navigaia;

- inundarea teritoriilor adiacente albiei majore, la atingerea nivelurilor maxime

sau extraordinare.

Acestor procese de albie duntoare, dar i celor destinate realizrii unor condiii

superioare de utilizare a albiei i apei care circul n aceasta, trebuie s le gseasc soluii

tehnice corespunztoare domeniului aferent regularizrilor i ndiguirii cursurilor de ap.

Mai concret, lucrrile de regularizare i corectare a albiilor respectiv malurilor

rurilor vizeaz mbuntirea scurgerilor lichide i solide (aluviunilor) i ridicarea

capacitii de transport a albiilor n perioadele de ape mari (viituri); deci posibilitatea

evacurii debitelor maxime n intervale mai scurte de timp i fr creteri ale nivelurilor

peste cotele de inundabilitate.

Prin aceste lucrri se realizeaz:

a) corectarea traseului albiei, adic reducerea gradului de sinuozitate i scurtarea

sectorului supus amenajrii (vezi fig.3.6 - contur rectificat);

23

Fig.3.6.

b) mrirea pantei longitudinale a talvegului pn la valori care s permit sporirea

vitezei de curgere corespunztor scopului urmrit (reducerea duratei de evacuare a debitelor

maxime), dar fr accelerarea eroziunilor sau favorizarea colmatrilor; din acest motiv este

necesar ca aceast modificare s nu rup brusc echilibrul natural deja existent, adic valoarea

pantei de regularizare s fie ct mi apropiat de cea natural (i reg inat, vezi fig.3.7);

24

Fig.3.7.

c) lrgirea i adncirea albiei naturale, obinndu-se astfel seciuni transversale cu

capacitate de transport sporit, deci capabil de preluarea i evacuarea mai rapid a apelor de

viitur (vezi fig.3.8).

Lucrrile de aprare contra inundaiilor, se refer n principal la digurile de aprare.

Digurile de aprare sunt construcii (de pmnt compactat) n rambleu executate n albia

major a unui ru, pe unul sau ambele maluri (vezi fig.3.8), ale cror cote la coronament, pe

ntreg traseul, sunt superioare cotelor nivelurilor apelor mari (viiturilor). Aceste lucrri apr

de efectele dezastruoase ale inundaiilor, ntinse suprafee agricole, construcii rutiere,

industriale i civile, dar mai ales vieile oamenilor.

25

Fig.3.8.

Toate aceste scopuri anterior prezentate (a, b, c) reprezint de fapt obiectivele

generale ale lucrrilor de regularizare ale cursurilor de ap.

Lucrrile care rspund eficient acestor obiective se regsesc n schema general de

amenajare, prezentat n fig.3.6. Albia regularizat, n figura menionat, are n bun msur

un traseu modificat fa de cel iniial, n alctuirea cruia se gsesc:

- poriuni din malurile iniiale, modificate, sau numai cu rectificri locale de

trasee (1-2, 3-4, 11-12);

- poriuni din malurile iniiale consolidate cu lucrri de aprare (2 -5);

- lucrri de dirijare, amplasate n vechea albie, longitudinale (praguri, diguri

submersibile, ziduri de sprijin, 2-5, 6-8, 9-11, 10-13) sau transversale (epiuri, 4-7);

- tranee dragat / tiere de meandr (7-8-9-10);

- diguri de aprare.

Forma n plan i seciunile transversale ale traseului regularizat sunt astfel proiectate

i realizate nct s conduc spre un echilibru hidrodinamic ntre curent i albia nou creat,

cu ajutorul acestor lucrri.

Acestor lucrri clasice, concepiile moderne din domeniu mai adaug un alt set de

lucrri, care utilizeaz n ct mai mare msur energia cursului de ap pentru a crea o albie

nou, cu caracteristicile dorite (praguri deversante n perioadele de ape mari, bioprotecii

etc.).

26

Lucrrile de regularizare proiectate trebuie s in seama de cele anterior executate

(prize de ap, baraje) sau prevzute pentru amenajarea cursului de ap i, s aib n vedere

principiile care asigur conservarea, protecia mediului ambiant i nfrumusearea peisajului.

3.2. Traseul, seciunea i profilul longitudinal de regularizare

Traseul de regularizare este determinat de traseul noului talveg. n funcie de acesta,

de celelalte elemente ale curgerii i de configuraia local a terenului se determin i traseul

malurilor. Traseul de regularizare este strns legat de panta disponibil i de natura terenului.

Alegerea lor se face innd seama de posibilitatea realizrii tuturor obiectivelor regularizrii

i n special a seciunii proiectate [13].

Un traseu sinuos, cu curburi continue, care nu se deprteaz prea mult de traseul

iniial, reuete aproape ntotdeauna s realizeze o albie stabil.

Traseul regularizat trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine:

- s realizeze pantele i seciunile de regularizare alese;

- s fie alctuit dintr-o serie de curbe i contracurbe desprite prin puncte de

inflexiune sau scurte aliniamente (nu mai lungi de trei limi de albie); trebuie respectat n

special variaia continu a curbelor de la zero la punctele de tangent de la capete, la curbura

maxim din vrful curbei; o astfel de variaie continu asigur trecerea progresiv a seciunii

de la forma simetric i limea mai mic din aliniament, la forma disimetric i limea mai

mare din curb; raza minim din vrful curbei trebuie s fie R = (3,5 8,0) B, unde B este

limea albiei la oglinda apei pentru debitul de calcul;

- s se rezeme la ambele capete pe malurile unor sectoare stabilizate; n caz

contrar, meandrele care limiteaz sectorul se pot deplasa n aa msur nct lucrrile

executate s constituie o piedic pentru curgerea apei i pentru navigaie sau chiar s rmn

complet pe uscat;

- s fie aezat n cuprinsul albiei minore, n limitele zonelor cu depuneri minime

de aluviuni i s se sprijine pe malurile concave nalte existente; este recomandabil ca n

seciunile ntinse ale vechii albii, aezarea traseului regularizat s se fac inndu -se seama

de malurile, bancurile i insulele deja consolidate i aezate favorabil; de asemenea trebuie

luate n considerare i utilizate ct mai complet lucrrile de regularizare existente; traseul

trebuie ndeprtat de malurile nestabile (terenuri curgtoare, grohotiuri etc.);

27

- s se nscrie n sinuozitile largi ale albiei majore, fr ns a fi prea diferit de

traseul acesteia; unghiurile formate de axele hidrodinamice ale celor dou albii n punctele

lor de intersecie s fie ct mai mici posibil.

Pentru traseul regularizat forma indicat este dat de arcele de sinusoid, arce care

satisfac cel mai bine condiiile dezvoltrii progresive a curburilor i cele hidraulice optime

curgerii regularizate. Acest traseu (vezi fig.3.9) este descris de relaiile:

02

000 R2

y;R2

x2

tgtg (3.1)

i ecuaia: 0

0x2

xyy

cos (3.2)

unde: R0 (m) - este raza minim la vrful curbei;

2x0 (m) - lungimea coardei;

y0 (m) - sgeata maxim.

Fig.3.9.

n practic, traseul cel mai comod, care satisface n acelai timp condiiile unei

creteri progresive a curburii, este cel n mner de co. Acesta este alctuit, de obicei, din

trei arce de cerc, cel din mijloc avnd raza cea mai mic. Curbele traseului se mai pot realiza

din arce de cerc cu racordri parabolice, din arce de elips, parabol, lemniscat etc.

28

Realizarea traseului regularizat se asigur prin lucrri de regularizare (epiuri, diguri

longitudinale de dirijare, praguri de fund) care se pot executa pe ambele maluri sau numai pe

unul singur. Digurile longitudinale de dirijare se utilizeaz mai ales n prile concave,

epiurile fiind preferate n restul traseului.

Seciunea de regularizare trebuie s asigure curgerea debitului lichid i solid

(aluviunile) la orice nivel fr ca apele corespunztoare debitului de regularizare ales s se

reverse peste maluri i fr ca patul albiei s sufere nnisipri sau adnciri importante. n

plus, pe rurile navigabile, seciunea regularizat trebuie s asigure gabaritul (adncimea) de

navigaie. Seciunea regularizat, n special prin amenajarea corespunztoare a taluzurilor,

banchetelor i teraselor trebuie s contribuie la nfrumusearea peisajului.

Seciunea unic, (vezi fig.3.10) trebuie s asigure curgerea la orice nivel. Limea

albiei este determinat de debitele maxime, calculate cu asigurarea corespunztoare

importanei, rolului i regiunii strbtute. Formele utilizate la canalele artificiale nu au

ntrebuinare n regularizrile de ruri dect n cazuri foarte rare, cnd variaiile debitelor

sunt cu totul nensemnate. Restrngerea limii albiei dup cerinele seciunii optime,

conduce la adncimi mari i diferene de nivel importante chiar pentru variaii moderate ale

debitelor [13]. Acest lucru este contrar cerinelor unei bune regularizri, care presupune

variaii de nivel n albie n limite ct mai restrnse. n plus, sporirea adncimilor n albie are

ca urmare sporirea vitezelor de curgere ( IRCv - Chzy) la ape mari i deci afuieri i

dificulti de ntreinere.

Fig.3.10.

a, b) seciune unic n

sptur; c, d) seciune

etajat n sptur i

mixt

Dimensiunile generale ale seciunii transversale nu trebuie considerate absolute i

definitive, mai ales atunci cnd datele hidrologice pe care s-au bazat calculele sunt relativ

29

incerte. Din acest motiv, alctuirea seciunii transversale i lucrrile pentru fixarea acesteia

trebuie astfel concepute nct s admit corecii ulterioare, fr dificulti i cheltu ieli prea

mari.

Forma transversal uzual a albiilor n aliniament este cea eliptic sau parabolic.

Executarea i ntreinerea acestor forme este destul de grea i costisitoare. De aceea se

prefer contururile poligonale apropiate acestora.

n curbe, conturul seciunii este determinat de dou ramuri de parabol asimetrice,

avnd ca ax comun verticala corespunztoare adncimii maxime (talvegului). Se poate

utiliza i curba dat de relaia (vezi fig.3.11):

R

Xa1

B

x41hy

2

2

0 (3.3)

unde: R (m) - este raza malului concav;

B, h (m) - sunt limea la oglinda apei, respectiv adncimea medie de regularizare n

sectoarele rectilinii;

a - coeficient empiric, cu valorile:

a = 5,34, dac debitul maxim de calcul este transportat n albia minor (albie

unic);

a = 8,00, dac debitul maxim este transportat i n albia major;

h3

2h0

Fig.3.11.

Adncimile medii i maxime ntr-un sector curb, funcie de raportul B/R pot fi

calculate (dup Boussinesq) cu ajutorul relaiilor:

hh;hh cmax,c,med (3.4)

n care, h (m) este adncimea medie de regularizare n sectoarele rectilinii, iar i ,

coeficieni ale cror valori sunt date n tabelul nr.3.1.

Tabelul 3.1.

30

B/R 0,16 0,20 0,25 0,50

1,24 1,27 1,33 1,60

1,48 1,84 2,20 3,00

Profilul longitudinal de regularizare, este n bun msur determinat de profilul vii

n care rul curge. Pantele de curgere nu pot diferi prea mult de cele ale vii i sunt limitate

de natura terenului. Pentru un anumit traseu de regularizare ales, pantele de curgere sunt n

strns legtur cu seciunea transversal i debitul transportat prin relaiile cunoscute din

hidraulic ( IRCSQ , vezi subcapitolul 1.2). Pantele de curgere determin transportul

aluviunilor i condiioneaz stabilitatea albiei (eroziunile). Se poate lesne observa c prin

lucrrile de regularizare n curbe lungimea traseului albiei se reduce, n timp ce cotele

(nivelurile luciului) apei n seciunile amonte i aval (intrare i respectiv ieire) rmn

aceleai (vezi fig.3.6). Ca atare tierile de cot vor conduce inevitabil la mrirea pantei

longitudinale a traseului regularizat (i reg > inat - fig.3.6 i 3.7). Aceast modificare poate

conduce ns la schimbri importante ale regimului hidraulic i evident ai parametrilor

geometrici caracteristici albiei. Pentru a evita ns aceste modificri brute ale echilibrului

anterior existent este recomandabil ca i reg inat. n situaii deosebite, pentru a respecta

aceast recomandare, se poate recurge la soluia profilului longitudinal n trepte de cdere

(h - vezi fig.3.7.b).

Indicaii utile pentru proiectare aferente pantelor de curgere i profilului longitudinal

(de regularizare) se pot obine din relaiile morfometrice ale albiei stabile i de sectoarele

favorabile. Este ns necesar s se cerceteze dac pantele constatate n sectorul model

(favorabil) nu sunt cumva rezultatul unor cauze speciale locale (fixarea patului datorit unor

bancuri de pietri provenit dintr-un vechi torent sau unor construcii deja existente, de baraje,

praguri de fund nnisipate etc.). O condiie esenial ns este i aceea ca debitele lichide i

solide ale sectorului model s fie foarte apropiate sau comparabile cu cele ale sectorului care

urmeaz a fi regularizat. Trebuie de asemenea examinat, n ce msur pantele de curgere i

toate celelalte caracteristici ale sectorului model sunt datorate rului nsui sau afluenilor

si.

31

3.3. Materiale i elemente de construcie utilizate pentru regularizarea cursurilor

de ap

ntruct lucrrile de regularizri necesit volume mari de materiale, este necesar

pentru reducerea la maximum a costurilor lucrrilor, s fie folosite n proporie ct mai mare

materiale locale, care nu necesit cheltuieli de transport foarte mari. n acest scop se folosesc

prioritar materiale ca lemnul (mai ales crengile), pmntul, piatra de ru sau piatra spart,

plante (de la iarb pn la arbuti sau copaci) i cu maximum de chibzuin materiale clasice

ca betonul i betonul armat, materiale bituminoase, materiale plastice sau metalul.

Aceste materiale trebuie s fie rezistente la solicitrile caracteristice lucrrilor

hidrotehnice, cum sunt eroziunea, dizolvarea, presiunile statice i dinamice ale apei, tasri

inegale, variaii de temperatur, succesiunile nghe - dezghe, coroziunea etc.

Dintre acestea:

1. pmntul, se folosete la umpluturi n vederea corectrii malurilor i

depresiunilor, ca teren vegetal aternut pe taluzuri n vederea nierbrii acestora sau ca

materiale de baz la execuia corpului diferitelor lucrri de regularizare (cel mai frecvent

pentru diguri), sub form de nisip, argil nisipoas, nisip argilos; argila poate fi folosit la

cptuirea canalelor, ca ecran sau smbure central la digurile de aprare; trebuie evitate

pmnturile mloase, pmnturile turboase sau nisipurile fine;

2. piatra, foarte frecvent folosit pentru mbrcmini i consolidri de maluri, ca

straturi de egalizare sau filtre, ca element de lestare a construciilor realizate din lemn, la

masive din anrocamente, zidrii etc.; poate fi folosit piatra de ru (cu = 20 ... 70 mm pn

la bolovani cu > 70 mm), piatra brut de carier, spart sau cioplit.